地铁列车运行引起建筑物二次辐射噪声研究-成果小结

地铁列车运行引起建筑物二次辐射噪声研究

主要研究单位：上海申通轨道交通研究咨询有限公司

同济大学

主要研究人员：毕湘利、薛松涛、刘加华、唐和生、刘扬、毛东兴、董国宪

1.研究背景和项目来源

轨道交通日渐成为最主要的城市交通方式，给人们的出行带来了极大的方便，但同时也引发了一些环境问题。研究表明，地铁运输系统中，地面线路和高架线路对环境的影响主要以噪声污染为主，而地下线路对周围建筑物的影响主要以振动及因振动引起的二次辐射噪声为主。地下轨道交通运行时激发隧道的振动，这一振动经过土层传播和衰减，进而激发地面建筑物的振动，形成建筑物内的二次噪声辐射，它是一种低频噪声。低频噪声不仅带来不快与受干扰的感觉，而且会带来一系列生理和心理的症状。有关研究表明，低声级低频噪声对人类行为产生影响，并且这种影响的机制十分复杂。由于轨道交通一般建设在城市密集居住区，因而，地铁运营引起的建筑物内噪声辐射对位于线路附近的居民造成严重的影响。加之人们对生活质量要求提高，对振动和噪声的容忍度随之降低，近年来有关地铁振动和噪声的投诉案件比例不断上升，已成为突出的环境问题之一，引起社会各方面的广泛关注。

国内外关于地铁运行引起振动和噪声的评价方法并不统一，各种方法不具备通用性。由于国内城市轨道交通的快速发展，而相关的评价体系却滞后，导致线路运营后居民反响较大，给沿线环境带来一定程度的影响。避免缺乏评价的针对性、依据的充分性以及行业的适用性，因此在轨道交通环境影响评价的实施过程中，尤其轨道交通重点评价专题噪声与振动的评价，获得沿线实际振动和噪声的基本特征及其对环境的影响程度，有利于对既有线路改造和新线路规划提供重要的评价及预测理论依据。本课题基于此背景下，研究如何准确有效地评估和预测城市轨道交通运营后对沿线周边环境的振动和噪声影响，提出预防或减缓不良环境噪声影响的对策和措施，是实现面向可持续发展的城市轨道

交通环境影响评价有效性的重要内容。

2.主要研究内容

2.1研究内容：

1.地铁沿线振动以及由此引发的室内二次辐射噪声社会调查

选择地铁轨道线沿线受地铁振动和噪声影响的居民进行社会问卷调查，获得地铁振动和噪声影响程度与范围。

2.国内外相关标准调查

收集调研国内外针对地铁振动和噪声影响，采用的相关评价标准以及法律规范。

3.地铁运行引发的振动和室内二次辐射噪声振动噪声评估技术与准则

通过对上海地铁沿线振动以及由此引发的室内二次辐射噪声社会调查、现场测量、国内外相关标准调查，获得地铁沿线振动和噪声影响程度与范围及基本特性以及传播衰减特性、国内外针对地铁振动和噪声影响采用的相关评价标准以及法律规范，提出振动噪声规范化测试方法和评估准则及建议。

4.地铁运行引发的振动和室内二次辐射噪声现场测量

选择地铁轨道线沿线受地铁振动和噪声影响严重的居民室内室外进行实测，获得地铁振动和噪声实际信息，包括振动与噪声的基本特性以及传播衰减特性。

5.地铁运行引起振动与建筑物二次辐射噪声预测计算机仿真

a)列车轮轨耦合模型振源的计算机仿真

b)地铁振动在隧道-土体中的传播计算机仿真

c)建筑物振动的计算机仿真

d)室内辐射噪声的计算机仿真

2.2项目目标：

建立地铁列车运行引起地面振动与建筑物室内二次辐射噪声预测仿真模型和计算方法，在典型分析区域，模型预测噪声与实测噪声平均值之差不大于5dB。

2.3关键技术：

1）通过对上海地铁沿线振动以及由此引发的室内二次辐射噪声社会调查、现场测量，获得地铁沿线振动和噪声影响程度与范围及基本特性以及传播衰减特性。

2）通过对国内外相关标准调查国内外针对地铁振动和噪声影响采用的相关评价标准以及法律规范，为地铁引起的振动和噪声提供了规范化测试方法、合理的评价参量及评估建议。

3）通过对地铁运行引起的振动传播规律、建筑物振动与室内二次辐射噪声计算机仿真，建立符合上海地区地铁列车运行引起地面振动与建筑物室内二次辐射噪声预测仿真模型和计算方法，为振动和噪声敏感建筑的具体使用功能制定振动和噪声影响评价和控制标准则提供理论指导参考，这也是本项目的技术难点，同时也是创新点之一。

3.主要研究成果

研发出地铁列车运行引起建筑物二次辐射噪声、振动预测仿真软件，且在典型分析区域，预测仿真模型软件实现预测噪声与实测噪声平均值之差不大于5dB，并发表相关科研论文3篇。

本课题共完成1份总报告和2份分报告：

总报告：地铁列车运行引起建筑物二次辐射噪声研究

分报告之一：地铁列车运行引起建筑物二次辐射噪声、振动测试和评估研究

分报告之二：地铁列车运行引起建筑物二次辐射噪声、振动预测研究

综上所述，研究成果完成了考核指标要求。

4.应用前景与效益预测

本项目的研究成果将为城市轨道交通建设项目环境影响评价提供统一的理论参考，以促进轨道交通环境评价的规范化和标准化，促进轨道交通的发展有重要的现实意义。本研究成果不仅在环境影响评价方面具有重要的参考价值，在已有地铁所产生的振动噪声问题的控制与解决方面也有很好的指导作用。能

够较准确确定振动噪声问题产生的根源，指出减振降噪的途径，较快捷地起到减振降噪的作用，因而研究成果对城市轨道交通发展将有良好的经济效益。

研究成果推广应用为从事轨道交通建设、运营、环境影响评价的单位，以及行业主管部门、环境保护部门，实施轨道交通建设项目环境影响评价和环境监督管理提供依据。